以探究能力提升为核心培养大学生创新能力的实践

何翔+张昀燊+匡鹏举

摘要：创新素养的提升和创新能力的培养是各高校亟待解决的核心问题，不同的教育工作者从多个层面对该问题进行了探索和实践，电子科技大学通信与信息工程学院提出了以探究能力培养为核心的大学生创新能力培养的新思路，在该思想的指导下，改变了传统的教与学的关系，重构了课堂的组织形式，从老师单纯的讲授改变为师生研讨互动，随着教育理念的改变，课程的考核方式也作了调整，从传统注重知识考核的期中期末考试变成注重学生能力考查的的项目报告、学生自评互评、师生互评等考核方式。同时打造了优质的实践教学平台，通过探究的方式提升学生处理复杂工程问题，提升学生创新能力。

引言

培养学生独立思考的精神和提升学生创新能力是工程应用人才培养过程中的两大核心问题，这既是高等教育由外延式发展向内涵式发展不得不遇到的问题，也是决定着高校人才培养质量的核心内容。自“教与学”大讨论在全国范围内火热开展以来，如何开展创新教育，如何培养学生的创新精神等话题得到越来越多的人的关注，国内众多教育工作者也提出了很多有价值的成果，比如吉林大学孟庆繁1提出了创新人才培养的有效途径是开展探索性实验教学，温州大学杨刚2提出了以创客教育为载体的创新能力培养，教育部高等教育司钟秉林3提出构建产学研联合育人的方式提升大学生创新能力。电子科技大学通信与信息工程学院通过以探究能力培养为核心提出了大学生创新能力培养的新思路。

一、教与学的理念

所谓教学模式，就是在教与学的过程中，教师与学生通过某种形式来组织一堂课程，那么这种组织关系就形成了所谓的教学模式，不同的课堂组织关系意味着不同的教学模式。在传统的教学关系中，大多采取以“教师和教学”为中心的组织形式，课堂上教师授课和学生被动学习共同构成了这种教学模式的组织形式。传统的以教为中心的教学模式根源在于高校扩招导致产生悬殊的生师比而不得不采用的一种教学形式。但是，随着教育理念的转变，教育资源的加大投入，高校已经慢慢由粗放式的教学关系转变为一种更为精细的以学为中心的教学关系。

在传统的教学关系中，教为主，学为次，从而带来的结果是评价反馈的缺席，评价反馈既针对学生，也针对教师。传统的教学方式，学生的学习情况得不到及时反馈，从而导致学生无法认识到学习过程中的错误并及时改正；老师的教学过程的反馈得不到及时反馈，使得老师在教学过程中无法调整教学策略和方式，产生的结果是课程授课质量得不到提升。

以学为中心就是要改变传统的教师与学生的关系，重新定义和组织课堂教学整个过程。以学为中心的教学理念可以通过多种课堂组织形式来实现，电子科技大学通信与信息工程学院通过以探究式能力培养为核心来重新组织教师与学生的课堂互动关系，这不仅涉及到课堂组织形式的转变，还涉及课程考核模式的改变。探究能力的培养不仅针对理论教学，更多的是依靠实践教学过程来实施。

二、探究式小班教学成为“教与学”新的组织形式

通信学院自2014年起开始大力改革通信工程（大类）的人才培养方案，逐步建設起包含新生研讨课、探究式小班课、学科前沿课在内的“三位一体”的课程体系。新生研讨课由知名教授开设，面向刚入学的新生，通过对专业通识内容进行研讨建立学生专业兴趣、提升探究能力以及重塑大学学习新方式。

探究式小班课程是面向高年级开始的专业课程，班级学生不超过30人，重点进行学生探究能力的培养，以通信工程专业的核心课程《通信原理》为例，采取的组织形式为SPOC翻转课程的模式，学生于课外自学课程视频，自学视频过程中，学生可以反复的学习该课程内容直至掌握。而在课堂教学中，教师就不再讲述基础知识，可以就某个课题让学生进行深入的探讨，最后在课堂上把研讨的结果进行展示和答辩，教师和其余学生担当评委来对某个组的研究成果进行评判。整个教学过程，教师和学生的关系拆分为线上和线下的关系，线上老师通过网站后台数据和习题把控学生学习基础知识的效果，线下在课堂上教师实时引导学生讨论内容促使他们积极地深入地思考。

而学科前沿课则是科研转化为教学资源的典型例子，专家教授将科研成果中涉及到的新知识和新技术转化为专业课程，为学生带来学科前沿知识，激发学生的创新意识。

三、考核“知识”向考核“能力”进行转变

高校课程的考核方式长期以来显得不太合理，考核的内容集中在书本中的知识和内容，而且还是书本中知识的一小部分，缺乏对学生的能力的考核，当然也无从谈起对学生创新能力的培养。有一项针对大学生的调查显示，学生对于当前的考试内容是否能够全面的考核出学生将来在工作中所需要的能力和水平，调查结果呈现一边倒的状况4，认为当前的考核方式不能够考核处将来工作所需要的能力占到总人数的68.68%，也即是说绝大部分学生认为当前的考核方式有问题，学生的意见反映了当前仅针对知识的考核已经越来越无法满足学生对于能力培养的需求了，也无法满足用人单位对于大学生的需求。通信学院在进行课程改革的同时，转变教与学的关系，同时在考核方式上也作了较大的调整以适应这种改革的需要。以通信工程专业的专业课《数字信号处理》为例，课改之前的考核内容有1）课程作业，2）期中考试，4）上机考试，3）期末考试。为配合学生的探究式能力的培养，课改后的考核形式有1）MOOC学习（5%），2）三次月考（15%），3）平时作业 10 ，4）项目报告（15%），5）研讨互评自评（15%），6）期末考试（40%）。通过改革考核内容，带来的好处有一方面能够通过多个角度及时的观察学生的学习状况，形成及时评价反馈的过程，第二方面的益处在于该考核内容不仅对于知识的考核，还对学生的探究式过程进行评价，学生的参与程度和讨论的效果也作为给分的依据，学生的主动学习的能力得到有效地调动，第三方面是通过互评将考核的实施方由老师转变为学生，学生小组内对于每个同学对于内容的贡献进行评分，可以形成集体的监督机制，因为某个学生的懒惰可能拖累全队的得分，从而该学生会得到其他学生的监督。

四、依靠实践教学平台提升学生处理复杂性实验能力

依托1个国家级实验教学示范中心，3个国家级工程实践教育中心和16个校企联合实验室，学院构建了如图1所示的“1基础3方向+创新”实践教学平台，实践教学实现了三个转变：从验证性实验内容向综合性复杂性实验系统进行转变，以教师为主体的传统组织形态向以学生为主体的分组研讨式实践教学模式进行转变，从机械模仿的思路向创新能力培养的新理念进行转变。通过给定一个具体的系统设计实验，由多个学生分组合作，对实验目标和所需要的平台进行研讨形成一份完整的设计方案，再根据方案内容搭建实验平台完成实验内容，整个过程，学生不再是机械的重复实验步骤，而是自主设计实验方案，不同的小组经过研讨会得到不同的方案，那么实现系统的路径也会呈现巨大的差异，整个过程充分调动学生的学习主动性以及积极的探究态度，最终的结果是学生创新意识和创新能力的提升。

依托于该实践教学平台，重新规划了课程体系，通过调整课程内实验课时比重，改变传统的“重理论轻实验”课程结构，变为“理论和实验并重”的新架构，例如通信原理挑战性课程的理论和实验比例从传统的7：1变为1：1，高级语言程序设计理论与实验比例从传统的1：1變为1：2，让理论与实践充分贯通融合。

改革课程结构，学生实验不再是验证式的实验内容，实验内容由传统的验证式的实验改成学生分组独立的完成复杂性的系统设计，教师在实验指导的过程中通过评估学生的实验方案设计来引导学生具体实施。以网络工程《综合课程设计》为例，本专业100余名学生可以在6个复杂性系统设计实验项目中任选一个，如表1所示。

学生选定课题后，负责该项目的老师会把学生分组，每个小组根据实验目的设计实验方案，然后不同的小组在实验室里答辩各自的实验方案，再由指导教师引导实施，因此就算是同一个题目，不同的小组设计出来的方案也会不一样，从根本上杜绝了学生抄袭的可能性，同时通过学生小组间的互评和各自答辩的机制，消除小组内某个学生偷懒的倾向，每个学生都必须为整个系统贡献自己的力量，负责不同的部分。实验上课的内容主要是学生研讨各自的方案是否可行，执行效果是否正确，指导老师在过程中引导学生的讨论，并对研讨结果作评价，不再教授基础知识，学生也不仅仅学习基本的设备操作知识，而是进行大型的网络系统设计。

参考文献：

[1]孟庆繁， 逯家辉， 王贞佐，等. 探索性实验是创新型人才培养的有效途径[J]. 实验室研究与探索， 2004， 23（1）：85-88.

[2]杨刚. 创客教育：我国创新教育发展的新路径[J]. 中国电化教育， 2016（3）：8-13.

[3]钟秉林. 深入开展产学研合作教育培养具有创新精神和实践能力的高素质人才[J]. 中国高等教育， 2000 （21）：15-16.

[4]陆迎霞. 大学课程考试制度研究——基于山西大学商务学 院的问卷调 查分析[J]. 运城学院学报，2013（4）：98-102.

基金项目：电子科技大学2016年教师实验教学研究项目《工程教育认证下的通信本科专业实践教学模式改革的研究》，项目号：bksjy-2016-8。